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55 CANCRI E
Transit von der Erde aus beobachtet
von Stefan Deiters
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2. Dezember 2014

Astronomen ist es gelungen, das Vorüberziehen einer sogenannten Super-Erde vor einem verhältnismäßig nahegelegenen Stern von der Erde aus zu verfolgen. Die Beobachtung solcher Transits ist ein erster Schritt, um mehr über die Atmosphäre ferner Welten zu lernen. Während des Transits verringerte sich die Helligkeit des Sterns 55 Cancri um gerade einmal 0,05 Prozent.

55 Cancri e

Vergleich der Erde mit der Super-Erde 55 Cancri e.  Bild: NASA / JPL-Caltech / R. Hurt (SSC)  [Großansicht]

Um etwas über die Atmosphäre von extrasolaren Planeten zu erfahren und beispielsweise nach Hinweisen auf lebensfreundliche Bedingungen zu suchen, wäre es am besten, den Planeten direkt zu beobachten, um ein Spektrum des Lichts der fernen Welt aufnehmen zu können. Wirklich direkt lassen sich allerdings nur ganz wenige extrasolare Planeten beobachten. Allerdings hat man auch bei sogenannten Transitplaneten die Chance, etwas über deren Atmosphäre zu erfahren.

Transitplaneten sind Welten, die regelmäßig - von der Erde aus betrachtet - vor ihrer Sonne vorüberziehen und dabei das Licht des Sterns für kurze Zeit etwas abschwächen. Bei solchen Transits fällt aber auch ein kleiner Teil des Lichts des Sterns durch die Atmosphäre des Planeten, so dass sich dadurch etwas über ihre Zusammensetzung herausfinden lässt.

Jetzt ist es Astronomen gelungen, erstmals den Transit einer Super-Erde vor dem sonnenähnlichen Stern 55 Cancri mit einem Teleskop auf der Erde zu beobachten. 55 Cancri ist rund 40 Lichtjahre von uns entfernt und kann sogar mit bloßem Auge am Himmel betrachtet werden. Der beobachtete Transit der Super-Erde 55 Cancri e ist der lichtschwächste Transit, der bislang von der Erde aus beobachtet wurde - beim Vorüberziehen des Planeten vor 55 Cancri hat sich die Helligkeit der fernen Sonne für etwa zwei Stunden um gerade einmal 0,05 Prozent verringert.

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Daraus lässt sich errechnen, dass der Planet einen Durchmesser von etwa 26.000 Kilometern haben muss und damit rund doppelt so groß ist wie die Erde. "Unsere Beobachtungen zeigen, dass wir mit bodengebundenen Teleskopen selbst Transits von kleinen Planeten um sonnenähnliche Sterne aufspüren können", erläutert Ernst de Mooij von der Queen's University in Belfast. "Dies ist insbesondere deswegen von Bedeutung, da künftige Weltraummissionen wie TESS oder PLATO eine große Anzahl von kleinen Planeten um helle Sterne finden werden und wir diese natürlich mit Instrumenten von der Erde weiter beobachten und untersuchen wollen."

Die beiden Weltraummissionen TESS und PLATO werden gegenwärtig von der NASA und der ESA geplant und sollen im Jahr 2017 bzw. im Jahr 2024 starten. Ziel beider Missionen ist die Suche nach Transitplaneten um helle, nahegelegene Sterne.

"Mit diesem Ergebnis kommen wir auch der Entdeckung von Atmosphären von kleinen Planeten mit erdgebundenen Teleskopen näher", unterstreicht Mercedes Lopez-Morales vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) in Kalifornien die Bedeutung der Beobachtung. "Damit sind wir auf dem Weg, irgendwann einmal Biosignaturen bei erdähnlichen Planeten um nahegelegene Sterne nachweisen zu können."

Die Beobachtungen gelangen mit einem für heutige Verhältnisse kleinen Teleskop auf der Kanareninsel La Palma: Das Nordic Optical Telescope hat nur einen Durchmesser von 2,5 Metern, ist aber mit modernsten Instrumenten ausgerüstet. "Es ist bemerkenswert, was wir erreichen können, wenn wir bis an die Grenze der Leistungsfähigkeit von aktuellen Teleskopen und Instrumenten gehen - trotz der Probleme, die uns die turbulente Erdatmosphäre dabei bereitet", so Ray Jayawardhana von der kanadischen York University.

55 Cancri e ist ungefähr doppelt so groß wie die Erde und hat die achtfache Masse unseres Heimatplaneten. Die ferne Welt umkreist ihren Zentralstern alle 18 Stunden und ist der innerste der insgesamt fünf Planeten des Systems. Eine lebensfreundliche Welt ist 55 Cancri e nicht: Wegen der Nähe zu 55 Cancri dürften auf der dem Stern zugewandten Seite Temperaturen von rund 1.700 Grad Celsius herrschen.

Der Planet war ursprünglich mithilfe der Radialgeschwindigkeitsmethode entdeckt und später durch Transitbeobachtungen aus dem All bestätigt worden (astronews.com berichtete). Bislang ist es nur bei einer weiteren Super-Erde gelungen, einen Transit auch von der Erde aus nachzuweisen. Als Super-Erden bezeichnen Astronomen extrasolare Planeten, die größer als die Erde sind, aber noch nicht an die Ausmaße der Eisriesen wie Uranus oder Neptun heranreichen.

Über ihre Beobachtungen berichten die Wissenschaftler in einem Fachartikel in der Zeitschrift The Astrophysical Journal Letters.

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siehe auch
Super-Erden: Wohl kein Diamantplanet um 55 Cancri - 4. November 2013
55 Cancri e: Super-Erde ein Diamantplanet? - 12. Oktober 2012
Spitzer: Das Infrarotleuchten einer Super-Erde - 9. Mai 2012
Extrasolare Planeten: Fünfter Planet um 55 Cancri entdeckt - 6. November 2007
Extrasolare Planeten: Zwei weitere Planeten von Neptungröße entdeckt - 1. September 2004
Extrasolare Planeten: Fernes Planetensystem ähnelt Sonnensystem - 14. Juni 2002
Ferne Welten - unsere Berichterstattung über die Suche nach extrasolaren Planeten und außerirdischem Leben
Links im WWW
Preprint des Fachartikels bei arXiv.org
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